CN107020592A - 冲击旋转工具 - Google Patents

Abstract

冲击旋转工具包括通过电机输出对输出轴施加打击冲击的冲击机构、检测冲击机构的打击的打击检测部、以及基于打击检测部的检测结果使电机的旋转停止的控制部，该冲击旋转工具还包括检测打击检测部的电压的电压检测部。控制部基于电机未旋转时电压检测部检测到的电压，判定打击检测部是否异常。报知部在控制部判定打击检测部异常的情况下，向用户报知发生了异常。

Description

冲击旋转工具

技术领域

本发明涉及冲击扳手、冲击螺丝刀等冲击旋转工具。

背景技术

冲击旋转工具通过由基于电机输出而旋转的锤对输出轴(轴，Anvil)给予旋转方向的打击冲击，来进行螺钉、螺母等螺丝类构件的紧固。以往，已提供了具备当紧固转矩达到预先设定的值时使电机停止的关停功能的冲击旋转工具。为提高关停功能的转矩精度，优选在输出轴设置转矩测定装置来直接测定实际的紧固转矩，但存在招致工具的高成本化及大型化这样的问题。因此，提出了如以下专利文献1、2所示那样的转矩管理方法。

专利文献1公开了如下这样的冲击旋转工具：打击检测装置对从检测到前次打击起至下次检测到打击的期间的输出轴的旋转角进行检测，将基于打击之间的驱动轴的平均旋转速度算出的打击能量除以打击之间的输出轴旋转角，由此算出紧固转矩，在所算出的紧固转矩变成紧固转矩设定装置所预先设定的转矩值以上时，使电机自动停止。

另外，专利文献2公开了如下这样的冲击旋转工具：若打击检测装置检测到的打击数成为预定打击数，则使电机自动停止，当基于打击的定时(timing)和电机旋转角计算出的打击速度在预定打击速度以下时，为防止紧固转矩不足的发生而修正预定打击数。

在专利文献1、2所公开的冲击旋转工具中，为实现关停功能，是以用打击检测装置检测锤的打击为前提的。为有效地检测打击，打击检测装置需要配置在锤的近傍，但另一方面，连接打击检测装置的导线有可能发生因冲击而断线等不理想状况。

专利文献3公开了如下这样的冲击旋转工具：在若基于打击检测部的输出而推定的紧固转矩成为预先设定的转矩值、则使电机停止的冲击旋转工具中，具有用于检测电机电流的电流检测部，和基于电流检测部检测到的电机电流和打击检测部的输出来判断打击检测部的异常的判断部。在该冲击旋转工具中，在基于电机电流判断为进行了打击的情况下，若打击检测部没有检测到打击，则判定打击检测部异常。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2005-118910号公报

[专利文献2]日本特开2009-83038号公报

[专利文献3]日本特开2009-172741号公报

根据专利文献3所公开的技术，是在电机基于用户操作被驱动后判定打击检测部的异常的，故存在无法进行通过该电机驱动而紧固的螺丝类构件的转矩管理这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种在电机的非驱动时判定打击检测部的异常的技术。

为解决上述课题，本发明一个方案的冲击旋转工具包括通过电机输出对输出轴施加打击冲击的冲击机构、检测冲击机构的打击的打击检测部、以及基于打击检测部的检测结果使电机的旋转停止的控制部，该冲击旋转工具还包括检测打击检测部的电压的电压检测部。控制部基于电机未旋转时电压检测部检测到的电压，判定打击检测部是否异常。

附图说明

图1是表示实施方式的冲击旋转工具的构成的图。

图2是表示第1动作模式下的打击检测部的输出电压波形的例子的图。

图3是表示打击检测部发生异常时的输出电压的一个例子的图。

图4是表示打击检测部发生异常时的输出电压的另一例子的图。

图5是异常判定处理中的电压值的说明图。

具体实施方式

下面基于优选实施方式说明本发明，实施方式用于说明本发明，但并非限定本发明的范围。

图1表示本发明实施方式的冲击旋转工具的构成。在冲击旋转工具1中，由未图示的充电电池供给电力。作为驱动源的电机2被电机驱动部11驱动，电机2的旋转输出被减速机3减速后传递至驱动轴5。驱动轴5上介由凸轮机构(未图示)连结锤6。锤6被弹簧4朝具有输出轴8的轴7赋予势能，由此，锤6卡合于轴7。

在锤6与轴7之间没有作用预定值以上的力的期间，锤6和轴7维持卡合状态，锤6将驱动轴5的旋转直接传递至轴7。然而，当锤6与轴7之间作用预定值以上的力时，锤6将抵抗弹簧4地后退，锤6与轴7的卡合状态被解除。然后，通过弹簧4的赋予势能和凸轮机构的引导，锤6一边旋转一边前进，对轴7施加旋转方向的打击冲击(冲击)。在冲击旋转工具1中，弹簧4、驱动轴5、锤6构成基于电机输出对轴7及输出轴8施加打击冲击的冲击机构9。

控制部10由安装于控制基板的微型计算机等构成，控制电机2的旋转。触发开关16是用户进行操作的操作开关，控制部10根据触发开关16的操作控制电机2的启停，并将与触发开关16的操作量相应的驱动指示提供给电机驱动部11。电机驱动部11根据从控制部10供给的驱动指示来调整电机2的施加电压，调整电机转速。

正逆开关17是用于切换电机2的正转旋转(正方向的旋转)、逆转旋转(逆方向的旋转)的开关。在对螺钉、螺母等螺丝类构件进行紧固时，用户将正逆开关17拨到正转侧后操作触发开关16。另一方面，在要松卸螺丝类构件时，用户将正逆开关17拨到逆转侧后操作触发开关16。

实施方式的冲击旋转工具1具有可由用户选择的两种动作模式。第1动作模式是基于打击检测部12的检测结果使电机2的旋转停止的模式，是当紧固转矩达到用户所设定的转矩值时，使令电机2自动停止的关停功能成为有效的模式。用户选择第1动作模式时，在设定所希望的紧固转矩值后使用冲击旋转工具1。第2动作模式与第1动作模式不同，是使关停功能无效的模式。在第2动作模式下，由于电机2的旋转不会自动停止，故用户要调整触发开关16的操作量，防止螺丝类构件的过度紧固。

设定部15基于用户的选择操作设定第1动作模式或第2动作模式的任一者。用户在选择第1动作模式的情况下，还一并对设定转矩值进行设定。控制部10根据设定部15所设定的动作模式控制电机2的旋转。

打击检测部12检测冲击机构9的打击。打击检测部12至少包括对锤6打击轴7所产生的冲击进行检测的冲击传感器、和放大冲击传感器的输出的放大器地构成。例如冲击传感器是压电式冲击力传感器，输出与冲击相应的电压信号，放大器使所输出的电压信号在预定的电压范围内放大后提供给控制部10。

图2表示第1动作模式下的打击检测部12的输出电压波形的例子。该输出电压波形表示了用户对螺丝类构件进行紧固作业时的打击检测部12的检测结果。打击检测部12在下限电压Vo至上限电压Vmax的范围内输出与冲击相应的电压值。例如下限电压Vo是0V、上限电压Vmax是5V。

在此，打击检测部12对下限电压Vo施加偏置电压，使得能检测正方向和负方向的冲击。该偏置电压成为打击检测部12的输出中的基准电压Vref，由此，打击检测部12以基准电压Vref为中心输出与冲击相应的电压值。例如基准电压Vref是1V。

在图2所示的输出电压波形中，用户在时间t1开始操作触发开关16，控制部10将与触发开关16的操作量相应的驱动指示提供给电机驱动部11，电机驱动部11按照驱动指示使电机2旋转。在时间t1至时间t2期间，锤6和轴7维持卡合状态而一体地旋转，从时间t2起开始包含锤6的冲击机构9的打击。控制部10在打击检测部12的输出电压超过打击判定电压Vth时判定发生了冲击机构9的打击。控制部10可以具有对打击检测部12的输出电压与打击判定电压Vth进行比较的比较器，根据比较器的输出判定发生了打击。例如打击判定电压Vth是3.5V。

在设定部15设定了第1动作模式的情况下，控制部10在打击检测部12检测到的打击数达到与设定转矩值相应的打击数时，执行使电机2的旋转自动停止的电机控制。控制部10在从时间t2起累计的打击数达到与设定转矩值相应的打击数时，使电机2的旋转停止。在图2中，控制部10在时间t3使电机2的旋转停止。

像这样，控制部10基于打击检测部12的检测结果使电机2的旋转停止，故为执行该电机控制，需要打击检测部12正常进行动作。这里，打击检测部12为有效地检测冲击机构9的打击而被设置在冲击机构9的近傍，另一方面，安装控制部10的控制基板被设置在能够确保设置空间的外壳下端部等。因此，打击检测部12和控制部10通过导线等连接，但有可能因冲击机构9的冲击而发生断线。

图3表示打击检测部12发生异常时的输出电压的一个例子。例如当电源供给线或信号输出线断线时，从打击检测部12输出给控制部10的电压成为Vo(0V)。

图4表示打击检测部12发生异常时的输出电压的另一例子。例如地线断线时，从打击检测部12输出给控制部10的电压成为Vmax(5V)。

回到图1，电压检测部13检测打击检测部12的输出电压，将检测值提供给控制部10。控制部10基于在电机2旋转时电压检测部13所检测到的电压，判断打击检测部12是否异常。

若导线没有发生断线、打击检测部12正常动作，则如图2的时间t1前、及时间t3后的电压波形所示那样，电机2的非驱动时的打击检测部12的输出电压显示基准电压Vref。另外，时间t1前的电压波形表示用户操作触发开关16前(电机2旋转前)的波形，时间t3后的电压波形表示通过关停功能，控制部10使电机2自动停止后的波形。但若导线发生了断线，则如图3及图4所示那样，电机2的非驱动时的打击检测部12的输出电压显示下限电压Vo或上限电压Vmax的任一者的异常值。

图5是异常判定处理中的电压值的说明图。若电机2旋转时电压检测部13检测到的电压在电压V1以上、电压V2以下的范围内，则控制部10判定打击检测部12正常。图5所示的电压值的大小关系为Vo<V1<Vref<V2<Vmax。以包含施加给打击检测部12的基准电压Vref的摆动振幅的方式设定电压V1、V2。例如可以是电压V1被设定为相对于基准电压Vref低0.7V，电压V2被设定为相对于基准电压Vref高0.7V。

若电机2未旋转时电压检测部13检测到的电压比电压V1小或比电压V2大，则控制部10判定打击检测部12异常。此外，也可以是若电压检测部13的检测电压比电压V1小的期间持续了预定时间以上，或电压检测部13的检测电压比电压V2大的期间持续了预定时间以上，则控制部10判定打击检测部12异常。例如，该预定时间被设定为数秒。像这样以电机2非驱动时电压检测部13的检测电压持续显示异常值为条件，控制部10判定打击检测部12的异常，由此能吸收打击检测部12的输出电压的摆动，实施准确的异常判定处理。

控制部10判定打击检测部12异常时，禁止第1动作模式下的电机2的正转旋转。若打击检测部12无法检测到冲击机构9的打击，则无法实施关停功能，故控制部10禁止第1动作模式下的电机2的正转旋转。由此，即使用户选择第1动作模式并操作触发开关16，控制部10也不使电机2正转旋转。在实施方式中，控制部10的异常判定处理是在电机2的非驱动时被实施的，故能在第1动作模式下使电机2正转旋转前禁止电机2的正转旋转。

另外，当控制部10判定打击检测部12异常时，报知部18向用户报知发生了异常。报知部18例如可以从扬声器输出报警音，另外也可以从显示部输出表示打击检测部12异常的错误码。若冲击旋转工具1具有液晶面板等显示器，报知部18还可以在显示器上显示因打击检测部12发生了故障，无法进行第1动作模式的使用。通过报知部18报知异常，用户能知道无法进行第1动作模式的使用。

另外，在设定部15设定了第1动作模式的情况下，控制部10禁止电机2的正转旋转，但不禁止电机2的逆转旋转。例如有时冲击旋转工具1被以第1动作模式使用，在电机2停止后，控制部10判定打击检测部12的异常。在此情况下，控制部10禁止电机2的正转旋转，但可以进行逆转旋转，由此，用户能将正逆开关17切换到逆转侧来进行使紧固的螺丝类构件松卸的作业。即使被设定为第1动作模式，在电机2逆转旋转时关停功能也不被实施，故优选即使打击检测部12发生了异常，控制部10也不禁止电机2的逆转旋转。

另外，在控制部10判定打击检测部12异常的情况下，若设定部15设定了第2动作模式，则控制部10可以实施第2动作模式下的电机控制。在第2动作模式下，控制部10不实施基于打击检测部12的检测结果的电机控制，故即使打击检测部12发生了异常，也可以实施第2动作模式下的电机控制。

在此情况下，报知部18可以使表示因无法进行第1动作模式的使用而应选择第2动作模式的消息显示于显示器。控制部10判定打击检测部12异常时，因第1动作模式下的电机2的正转旋转被禁止，故即使用户操作触发开关16，电机2也不被驱动。因此，通过由报知部18报知应切换为第2动作模式，用户能够选择第2动作模式，以第2动作模式进行紧固作业。

本发明一个方案的概要如下。

本发明一个方案的冲击旋转工具(1)包括：通过电机输出对输出轴(8)施加打击冲击的冲击机构(9)；检测冲击机构(9)的打击的打击检测部(12)；基于打击检测部(12)的检测结果使电机(2)的旋转停止的控制部(10)；以及检测打击检测部(12)的电压的电压检测部(13)。控制部(10)基于在电机(2)未旋转时电压检测部(13)检测到的电压，判定打击检测部(12)是否异常。

优选冲击旋转工具(1)还包括报知部(18)，在控制部(10)判定打击检测部(12)异常时向用户报知发生了异常。

冲击旋转工具(1)可以还包括设定部(15)，基于用户的选择操作，设定基于打击检测部(12)的检测结果使电机(2)的旋转停止的第1动作模式、或与第1动作模式不同的第2动作模式的任一者。控制部(10)可以在判定打击检测部(12)异常时禁止第1动作模式下的电机(2)的正转旋转。

优选在设定部(15)设定了第1动作模式的情况下，控制部(10)禁止电机(2)的正转旋转，但不禁止电机(2)的逆转旋转。

可以在控制部(10)判定打击检测部(12)异常的情况下，若设定部(15)设定了第2动作模式，则控制部(10)实施第2动作模式下的电机控制。

以上基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应理解该实施方式只是例示，其各构成要素或各处理步骤的组合可以有各种各样的变形例，并且这样的变形例也包含在本发明的范围内。

在实施方式中，在第1动作模式下，当打击检测部12检测到的打击数达到与设定转矩值相应的打击数时，控制部10执行了使电机2的旋转自动停止的电机控制。在变形例中，控制部10可以基于打击检测部12的检测结果推定紧固转矩，并在推定的紧固转矩达到设定转矩值时，执行使电机2的旋转自动停止的电机控制。

可以在控制部10判定打击检测部12异常时，报知部18向用户报知发生了异常，控制部10将异常判定的结果保存在非易失性的存储器中。可以在下次作业开始前，控制部10实施打击检测部12的异常判定处理，即使判定为打击检测部12正常，若非易失性存储器中存储有前次异常判定处理判定为异常的情况，则报知部18向用户报知前次发生了异常。

Claims (5)

1.一种冲击旋转工具，包括通过电机输出对输出轴施加打击冲击的冲击机构、检测所述冲击机构的打击的打击检测部、以及基于所述打击检测部的检测结果使电机的旋转停止的控制部，该冲击旋转工具的特征在于，还包括：

检测所述打击检测部的电压的电压检测部；

所述控制部基于电机未旋转时所述电压检测部检测到的电压，判定所述打击检测部是否异常。

2.如权利要求1所述的冲击旋转工具，其特征在于，还包括：

报知部，在所述控制部判定所述打击检测部异常的情况下，向用户报知发生了异常。

3.如权利要求1所述的冲击旋转工具，其特征在于，还包括：

设定部，基于用户的选择操作，设定基于所述打击检测部的检测结果使电机的旋转停止的第1动作模式、或与第1动作模式不同的第2动作模式的任一者；

所述控制部在判定所述打击检测部异常时禁止第1动作模式下的电机的正转旋转。

4.如权利要求3所述的冲击旋转工具，其特征在于，

在所述设定部设定了第1动作模式的情况下，所述控制部禁止电机的正转旋转，但不禁止电机的逆转旋转。

5.如权利要求3所述的冲击旋转工具，其特征在于，

在所述控制部判定所述打击检测部异常的情况下，若所述设定部设定了第2动作模式，则所述控制部实施第2动作模式下的电机控制。